含圆孔Bi_2Te_3单晶拉伸变形的分子动力学模拟

Bi2Te3及其固溶体合金是研究较早,也是目前发展较为成熟的热电材料。利用Bi2Te3多体势函数采取分子动力学方法模拟了含圆孔的Bi2Te3单晶的单轴拉伸力学行为。模拟结果表明:弛豫过程后含孔圆洞模型的平均能量比无孔洞的能量要高,圆孔边缘的原子能量比其他区域的能量高。在拉伸过程中,孔洞边缘存在应力集中现象,模型的破坏从孔洞处开始逐渐扩展。对于不同孔径的模型,随着孔洞体积分数的增加Bi2Te3材料的等效弹性模量呈线性下降。     

不同温度Bi_2Te_3纳米线力学性能分子动力学模拟

利用Bi2Te3多体势函数采用分子动力学方法模拟了温度从0到600 K范围内Bi2Te3纳米线的单轴拉伸并与Bi2Te3单晶块体材料进行比较。在拉伸之前利用NPT系综对系统进行弛豫。模拟结果表明:在各温度点与相同尺寸的块体模型相比纳米线的强度大幅降低。受温度影响,Bi2Te3纳米线的弹性常数、极限强度与破坏应变随温度升高而逐渐降低。     

低维纳米Bi_2Te_3的研究

基于低维纳米Bi2Te3材料的微观结构,阐明纳米Bi2Te3的合成机理,总结不同形貌纳米Bi2Te3材料的合成工艺及其对热电性能的影响,为进一步优化纳米Bi2Te3材料的热电性能提供可靠的理论依据.     

离子束溅射制备Bi2Te3热电薄膜

采用离子束溅射技术,溅射不同面积比例的Bi/Te二元复合靶,制备Bi2Te3热电薄膜,所制备的薄膜Bi∶Te原子比接近2∶3.X射线衍射测量结果显示,薄膜的主要衍射峰与Bi2Te3标准衍射峰相同,在(015)晶面上择优选向明显,存在少量的Bi和[Bi,Te]杂质峰.霍尔系数测试及Seebeck系数测量结果表明,薄膜都为n型半导体薄膜,电导率量级为105Sm-1,电学性能良好.在不同条件下制备的薄膜Seebeck系数最大值为-168μVK-1,最小值为-32μVK-1.其中,Bi∶Te原子比为0.69,退火温度为300℃的薄膜功率因子最大,达1.1×10-3Wm-1K-2.     

p型Bi2Te3/CoSb3系结构梯度热电材料性能研究

采用放电等离子烧结法制备了 Bi2 Te3/ Co Sb3二元梯度热电材料。 SEM分析结果表明 :均质材料 Bi2 Te3和Co Sb3在界面处结合紧密。当热端和冷端的温度分别保持在 80 0 K和 30 0 K时 ,分别对 2种均质材料的界面结合处的温度和长度进行了计算和设计 ,得出梯度热电材料界面结合处的最佳温度约为 5 0 0 K,相应的 Bi2 Te3和 Co Sb3长度分别为1.2 mm和 10 m m。同时通过对梯度热电材料的赛贝克系数和功率因子的研究发现 :梯度热电材料的赛贝克系数相对于均质材料在一个较宽的温度范围内具有较高的数值 ;在 36 0～ 4 6 0 K的温度范围内 ,梯度热电材料具有较 2种均质材料Bi2 Te3和 Co Sb3高的功率因子     

Bi_2Te_3基半导体合金的结构与性能

采用粉末热挤压的方式制备出了n型Bi2Te3基块体材料,研究了烧结工艺对其微观结构、力学性能和热电性能的影响。结果表明,与区熔单晶相比热挤压试样的力学性能有了较大提高,挤压温度的提高有利于试样力学性能的改善,挤压温度为400℃时试样获得室温下最大的热电优值约为0.75。     

纳米La-Bi-Te热电材料的溶剂热合成及其表征

以氯化铋、碲粉、氯化镧或氧化镧为原料,采用180℃溶剂热合成和400℃、50 MPa、1 h热压技术制备了含稀土的新型Bi2Te3基热电材料.TEM、SEM和XRD分析显示,溶剂热合成产物为Bi2Te3基化合物、LaTe以及单质Bi、Te的混合物,颗粒尺寸约30 nm.在热压过程中粉末继续反应形成单相的含La三元Bi2Te3,其晶体结构与二元Bi2Te3相同.热压后的微观组织为随机取向的层片状晶粒,层片厚度在100 nm以下,电学参数测量表明,材料的热电功率因子在180℃时达到最大值2×10-4W·m·K-2.     

热压温度对Al2O3复合Bi0.5Sb1.5Te3材料热电性能的影响

为了制备高性能的热电材料,采用熔炼和机械粉碎制备成Bi0.5 Sb1.5 Te3粉末,再与α-Al2 O3纳米颗粒通过机械球磨混合,分别在50、100、150、200、230和260℃温度下保持332 M Pa压强下热压成型.XRD结果显示,随着热压温度的升高,样品衍射峰变窄、强度升高.从样品的SEM图片可以看出,热压...     

基于RTP热处理的Bi/Te多层膜的热电性能

为改善薄膜热电材料的热电性能,通过磁控溅射制备多层Bi/Te薄膜材料,并用常压高温环境对样品进行快速热退火(RTP),以期在较短时间内获得更高的热电参数.结果表明:Seebeck系数与功率因数最大值与退火温度呈正相关,在400℃退火2~11min,Seebeck系数极大值为-190.41μV/K,功率因数最大值为8.28μW/(K~2·m);随着退火温度的升高,Seebeck系数、载流子浓度、载流子迁移率、电导率和功率因数的振荡幅度也随之加大,并且载流子浓度与Seebeck系数呈反比关系,与电导率呈正比关系,这说明通过改变材料结构和高温快速退火可以得到较高的热电参数,同时保证薄膜的完整性.     

高温高压下Bi2Te3掺杂PbTe的热电性能

利用高温高压技术,在3 GPa1、200 K的条件下,对PbTe进行了Bi2Te3的掺杂,并在室温下对其进行了电阻率、赛贝克系数、热导率的测试。结果表明,高温高压下,掺杂微量的Bi2Te3对PbTe的热电性质有很大的影响,PbTe样品的品质因子随着掺杂Bi2Te3的剂量的增加先大幅度升高而后逐渐轻微下降,掺杂Bi2Te3的摩尔分数为1×10-4时其最大的品质因子高达9.3×10-4K-1。这一结果比常压下利用Bi2Te3对PbTe掺杂的样品高近20%。